KiCadでPCB作成入門 - 無料設計ソフト活用！

回路図からプリント基板を作るまで - KiCad 入門

電子工作を始めようと思っているけど、どこから手を付ければいいか分からない…そんなあなたにぴったりのブログ記事です。今回は、電子工作でよく使う回路図を基に、プリント基板（PCB）を作成する過程を、KiCadという無料の設計支援ソフトウェアを使って解説します。初めて電子工作を始める人でも、基本的な流れを掴めるように、丁寧にステップバイステップで説明していきます。

KiCadとは？

KiCadは、回路設計から製造までを支援するオープンソースの設計支援ソフトウェアです。回路図の作成、部品の配置、プリント基板の設計、そして製造データ（Gerberファイル）の生成までをカバーしています。無料で利用できるので、気軽に電子工作の世界に挑戦できます。

ステップ１：回路図の作成

まず、どのような電子回路を作りたいのかを回路図で表現します。KiCadで回路図を作成するには、”Schematic Editor”というツールを使用します。回路図の部品はライブラリから選択したり、自分で作成したりできます。部品の配置や配線も、直感的に操作できるインターフェースで簡単に行えます。

例えば、簡単なLED点灯回路であれば、抵抗、LED、そして電源の組み合わせで構成されます。回路図上でこれらの部品を接続し、電源の polarity（極性）を正しく設定することが重要です。

ステップ２：部品の配置 (Footprintの選択)

回路図が完成したら、次はプリント基板上に部品を配置します。この作業を”部品配置”と呼びます。部品を配置する際には、各部品の”Footprint”と呼ばれる特性を選択する必要があります。Footprintは、部品の形状や、基板上の取り付け方法を定義します。

KiCadには様々なFootprintが用意されており、使用する部品に合わせて適切なものを選択します。例えば、LEDであれば”LED_0805”のようなFootprintを使用します。Footprintは、基板上の取り付け穴のサイズや、部品の向き（rotation）なども指定します。

ステップ３：プリント基板の設計

部品の配置が終わったら、次はプリント基板のレイアウトを設計します。KiCadの”Routing Tool”を使って、配線を行います。配線を行う際には、基板の形状、部品の配置、そして信号の配線を考慮する必要があります。特に、高周波回路やデジタル回路では、配線が信号の性能に大きく影響するため、注意が必要です。

配線を行う際には、”Tracks”と呼ばれる導線を基板上を走り、部品同士を接続します。Tracksの幅や間隔、そして曲がり具合などを調整することで、基板の性能を最大限に引き出すことができます。

ステップ４：製造データの生成

プリント基板の設計が終わったら、最後に製造データを生成します。KiCadは、回路設計の結果を基に、製造に必要なデータ（Gerberファイル）を生成します。Gerberファイルは、基板の形状、Tracksの幅や間隔、そして部品の取り付け位置などを記述したデータです。このGerberファイルを基に、基板を製造業者に発注します。

Gerberファイルは、基板の製造業者に送信し、基板の製造を依頼します。製造業者には、製造方法や材料などを指示し、高品質な基板を受け取るようにします。

KiCadは、無料で利用できる強力な設計支援ソフトウェアです。今回のブログ記事で紹介したステップを参考に、ぜひKiCadを使って、あなただけのオリジナル基板を作成してみてください。